HL-2A装置二氧化碳激光相干散射系统的研制

在HL-2A装置上成功研制了一套CO_(2)激光相干散射诊断系统,采用了能提高系统空间分辨的切向布局以及双通道的零差式探测设计。两个通道能够同时测量等离子体芯部(ρ≈0.28)波数在10~45cm^(−1)范围中小尺度的湍流变化,其波数分辨率为±3cm^(−1),时间分辨率为0.5μs,能够为等离子体芯部输运研究提供重要数据。此外,由于本诊断系统采用的是主光束与本振光束同时穿过等离子体的光路设计,它还能够探测到等离子体芯部的大尺度宏观等离子体扰动。诊断信号的分析结果显示该系统可以准确地响应等离子体芯部小尺度湍流的变化,同时也能够为芯部宏观不稳定研究提供诊断数据。

激光诱导荧光诊断中荧光频率极限的实验研究

在用激光诱导荧光法测量多偶极腔体中的氩等离子体的离子速度分布函数的实验中,研究了激光频率与信号强度的关系。在给定等离子体放电参数条件下,发现存在一个入射激光诱导荧光的极限频率,大于该频率时荧光强度不再增加。该诱导荧光的极限频率随荧光收集系统中透镜组中的小孔大小而改变。

0.351μm激光辐照靶角度和时间分辨的侧向散射研究

建立了一套角度和时间同时分辨的散射光诊断系统，利用星光正装置输出的０．３５１μｍ激光辐照平面靶，研究了激光与靶作用产生的侧向散射光的时间行为，实验对金盘靶、ＣＨ膜靶和泡沫ＣＨ靶与激光作用产生的散射激光进行了研究，在多个角度获得了时间分辨的散射光信息，由角分布的结构得到了等离子体密度分布的一些重要信息。

神光-Ⅲ主机近背向散射诊断光学系统设计

通过分析激光聚变中近背向散射光的收集方式,提出了采用金属环形椭球镜有效收集神光-Ⅲ主机装置的近背向散射光并测量其能量份额的方法。给出了椭球镜参数的设计方法。大口径椭球镜采用4块拼接形式,便于进入入口为φ1.0m的靶室;镜体采用超硬铝材、三角形减重槽设计,实现了高稳定性、轻量化。介绍了光学系统总体结构,并对其集光效果进行了模拟评价。分析了镜体设计中的关键问题,并提出采用点激光器阵列进行中间过程面形监测的方法,避免了工序反复。分析了系统杂散光来源,采取了物理隔离、光学吸收和滤光片过滤等措施降低杂散光干扰。研制的环形椭球镜外径为1 200mm,内径为400mm,最大离轴量为1 411mm,最大厚度为67mm,重量约为48kg;对5mm的物方视场,像点光斑大小约为φ1.2mm。实验显示该近背向散射诊断系统可满足神光-Ⅲ主机背向散射诊断的需求。

大动态针孔相机在ICF激光焦斑诊断中的应用

在神光Ⅲ原型装置上,作为主要诊断设备的X光针孔相机发挥了重要的作用。论文提出了一种基于4×4的多针孔阵列板,该针孔阵列板具有测量动态范围大、视场大、瞄准精度要求降低、更换滤片次数减少等特点。同时在神光Ⅲ原型实验中使得针孔相机的实验数据获取率得到提高。

激光诱导荧光在低温等离子体诊断中的应用

激光诱导荧光技术(LIF)应用到等离子体中已经有超过20年的历史,在等离子体处理中的应用也已经持续了十多年。激光诱导荧光系统可以用于刻蚀、溅射以及薄膜沉积等离子体源的诊断研究。离子密度和速度分布及对流、传播参数等,都可以用LIF直接测量或间接计算得到。LIF可以得到时间分辨和空间分辨的离子分布方程,可用于等离子体热力学和等离子体迁移的研究。

25ps可见喇曼光探针

给出了受激喇曼效应中,有关脉冲压缩的主要关系式。选择适应的实验条件可以将聚焦光束受激喇曼散射脉冲压缩大于10倍。

电荷收集法测量低温等离子体密度

利用电荷收集法,在正(135 V)、负(-117 V)偏置和低真空背景(0.5 Pa)三种不同收集条件下,测量了用于等离子体断路开关的电缆等离子体枪产生的低温等离子体的密度和漂移速率,测量值分别为 8.3×1014,1.2×1015,4.8×1014 cm-3;2.5,2.0 cm·μs-1。测量结果表明:三种收集条件下测得的等离子体漂移速率相近;在相同测量点处,负偏置收集条件下测得的等离子体密度大于正偏置和低真空背景收集条件下的测量值,而低真空背景收集条件下的测量值最小。

烧蚀引起R－T不稳定性实验条件的初步研究

激光和辐射烧蚀引起的Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｔａｙｌｏｒ（Ｒ－Ｔ）不稳定性是激光聚变的重要研究课题，本文讨论了Ｒ－Ｔ不稳定性实验的有关要求，在考虑烧蚀致稳的情况下，对特定的塑料薄膜靶用解析公式计算了Ｒ－Ｔ不稳定性线性发展阶段的积分增长指数随扰动波长、驱动源强度和持续时间的变化。给出某些感兴趣的物理图象，提供的信息可供有关实验和靶设计参考。

ROSS滤片法测量软X光谱强度

介绍了 ROSS滤片差分法基本原理 ,给出了 ROSS滤片差分对的理论设计及实际应用差分对的响应函数计算结果。并用此方法获得了激光等离子体发射软 X光谱的绝对强度测量值。

用于神光II激光装置的X光针孔相机

研制了用于神光II激光装置的X光针孔相机。在神光II激光装置上,作为主要设备的X光针孔相机发挥了重要作用。对神光II激光装置惯性约束聚变(ICF)进行研究的X光针孔相机及利用该相机在ICF相关研究中获得典型的实验结果做了介绍。

Xe液体微滴靶激光等离子体光源实验

基于Xe的惰性和在13～14nm波段高的辐射强度，Xe被认为是极紫外投影光刻（EuVL）潜在的靶材，为此设计和研制了一台液体微滴喷射靶激光等离子体（LPP）极紫外光源。详细地研究了Xe液体微滴喷射靶的光谱辐射特性、在13．4nm的激光-EUV转换效率、辐射稳定性及碎屑产生状况。实验结果表明，Xe在13．4nm的最高转换效率可以达到0．75％／2πsr／2%bw，辐射稳定性±4％（1σ），在激光打靶10^5次后无碎屑产生。

多层膜镜用于激光等离子体发射软X光谱测量

本文研究软Ｘ光Ｗ／Ｓｉ多层镜色散特性，多层镜与Ｘ射线二极管（ＸＲＤ）配合，用于激光等离子体发射软Ｘ射线诊断，通过与滤片－ＸＲＤ探测结果比较，估计给出ｗ／Ｓｉ（ｄ＝２．４７ｎｍ）在光子彼长λ＝１．８９ｎｍ处的能量分辨及反射率。

中子辐照对CCD成像器件不均匀性的影响

利用TRIGA型脉冲反应堆提供的快中子,对一种线阵CCD开展中子辐照实验。实验发现:中子辐照导致CCD器件的像元不均匀度增大;器件的局部像元不均匀度增大是由于中子在器件内位移效应产生的稳定缺陷团分布不均匀所引起的,整体像元不均匀度增大主要是由于中子辐照导致信号电荷在转移栅中传输损失所致。

激光干涉诊断电热化学发射装置产生的等离子体射流

叙述了用光楔错位干涉与高速摄影技术相结合诊断电热化学发射装置中等离子体发生器产生的等离子体射流的方法，得到了等离子体射流的电子密度和温度等参数的分布。该方法有助于改进电热化学发射装置中等离子体发生器的设计及其效能的提高。

激光诊断技术在内燃机研究中的应用及其分析

论述了在内燃机缸内速度测量、喷雾粒子粒度测量及燃烧过程温度和组分浓度测量中常用的激光诊断技术和测试方法,并对其工作原理、适用范围与场合、优缺点等进行了比较和分析。相位多谱勒粒子测速(PDPA)技术比较适合于单点速度、粒子尺寸及其分布的测量;粒子图像测速(PIV)技术适合于缸内二维平面速度场的测量;激光全息术是分析喷雾特性的有效途径和测量喷雾液滴尺寸的标准方法;平面激光诱导荧光(PLIF)法已成为喷雾、燃烧过程组分浓度及火焰结构研究的重要工具。

等离子体电子密度诊断的全息干涉法

全息干涉是诊断激光等离子体电子密度的一个有效测量方法 ,它具有高时空分辨率的特点。介绍了在“星光 ”条件下设计的紫外皮秒紫外全息干涉系统的原理 ,在研究 Abel反演算法的基础上 ,利用自行研制的基于 Windows操作系统的实验数据处理软件对实验数据进行了处理和分析。

小型X光二极管的研制

研制了小型X光二极管(XRD),可用于小型软X光能谱仪。小XRD与大XRD相比,体积为1/30。在"神光Ⅱ"上对小XRD进行了实验考核,结果表明:小XRD与传统的大XRD的时间响应和灵敏度基本一致,达到了预定的目标。对XRD的电路进行了分析,计算出XRD的时间响应和线性饱和电流。

19.6nm波长类氖锗X光激光光源理论模拟

波长19.6nm的类氖锗X光激光适合作为诊断激光等离子体界面不稳定性的光源。用经过实验检验的系列程序对预主短脉冲驱动类氖锗进行了系统的优化设计和理论分析。采用2%～3%的预脉冲强度,6～8ns的预主脉冲时间间隔,在4×1013W/cm2功率密度驱动下,波长19.6nm增益区的宽度可以超过60μm,增益区的维持时间可以达到90ps。对于16mm长的平板靶,增益系数可达11.8/cm;弯曲靶增益系数可达13.3/cm;单靶小增益长度积可达21.3,单靶就可以获得饱和增益。采用双靶对接,其小讯号增益可达38 4,可以获得深度饱和增益,能满足应用演示所需的X光激光光源。

科学级光学CCD谱响应与面均匀性标定方法

科学级光学CCD已成为激光等离子体诊断实验中最主要的图像读取与记录设备。提出了一种标定科学级光学CCD谱响应与面均匀性的实用方法;对PID1100×330型CCD和TEK512×512型CCD的谱响应与面均匀性进行了标定。实验获得了CCD谱响应曲线和面均匀性数据,为精确处理ICF实验数据奠定了实验基础。